Муха против мухи
На видеозаписи видно, что сначала муха-убийца сидит неподвижно. Но как только комнатная муха пролетает примерно в семи сантиметрах над ней, охотница совершает молниеносный бросок, а затем обе оказываются на дне камеры.
Лишь после просмотра замедленной съемки на компьютере становится ясно, что произошло: муха-убийца взлетела, трижды облетела жертву, несколько раз пытаясь ее схватить, прежде чем ей удалось это сделать передними лапами, сбить на пол и впиться в добычу.
Весь эпизод от взлета до посадки занял одну секунду. В наших глазах это мгновение. И наоборот – в глазах мухи человеческая рука движется со скоростью улитки.
Столь невероятную скорость поведения мухе-убийце обеспечивают митохондрии – биологические клетки, которых у этого хищника в глазах гораздо больше, чем у других видов мух.
Эти клетки вырабатывают энергию, необходимую световым рецепторам глаза. Быстрое зрение потребляет больше энергии, чем медленное, и плотоядная диета мухи-убийцы обеспечивает питание энергоемких клеток.
Но даже если бы человек имел такое же количество митохондрий в глазах, у нас не было бы столь высокой скорости зрения, потому что светочувствительные клетки мух по конструкции сильно отличаются от человеческих.
К этим структурным различиям привел процесс эволюции. Развитие глаз у членистоногих и позвоночных пошло совершенно разными путями около 700-750 миллионов лет назад.
Аэродинамические свойства мухи
Муху, отличающуюся назойливостью, вредностью, ученые признали довольно интересным существом, достойным изучения
Повышенное внимание проявлено к аэродинамике насекомого
Летающая по комнате муха
Полет признан уникальным. Доказательство элементарно: попробуйте, закрыв двери, окна комнаты, поймать муху, комара, бабочку, моль, божью коровку. Удастся словить перечисленных насекомых, не считая мухи.
Она кружится в воздухе, устремляясь по невообразимой траектории, раздражая преследователя.
Причем летает необычно: стремительно бросается вперед, зависает, резко меняет курс.
Насекомому удается висеть кверху лапками, быстро переворачиваться. В воздухе выписывает невообразимые зигзаги, спирали, прямые, волнообразные линии. Нет насекомых, способных по аэродинамике сравниться с изворотливой особью.
Максимальные показатели для полетов мухи
Класс насекомых необычайно разнообразен. Выделяется множество отрядов, объединенных схожими свойствами строения тела, отдельных органов, способом питания.
Муха причислена к двукрылым. Недостаток летательных органов не сказался на качестве, скорости передвижения.
Размах крыльев мухи
Отсутствие «лишней» пары крыльев позволяет творить чудеса: совершать быстрые взмахи, легко маневрировать в воздушном пространстве.
Высокую подвижность обеспечивают жужжальца, сформировавшиеся из задних крыльев. При удалении парного органа полеты прекратятся, насекомое пополнит ряды ползающих существ.
Скорость
Ученым удалось установить скорость полета мухи, обитающей в комнате. Величина составляет примерно 6,4 км/ч.
Благодаря приличной скорости удается с легкостью спасаться от преследователей, пытающихся прихлопнуть газетой, передвигаясь медленнее.
Выявлены быстролетающие особи. Победителями стали падальная (12 км/ч), слепень (22-60 км/ч).
Значительные расстояния преодолевает редко. В поисках пропитания, для спаривания, откладывания яиц устремляется вперед. Дальность полета мухи 2 км.
Высота
Двукрылые насекомые встречаются практически повсеместно. Ученые доказали: высота полета мухи ограничена. Они как птицы не поднимаются высоко в небо.
Для безбедного существования еда находится практически рядом. Добыть пропитание несложно: вокруг свалки, навозные кучи, удается полакомиться вкусным вареньем, крошками хлеба, нектаром растений.
Муха поедающая хлеб
Корм находится низко, укрытие рядом. Стремиться вверх необходимость отпадает.
Ученые специально не проводили опыты, пытаясь установить, как высоко поднимаются представители группы. Насекомые долетают до 5- 10 этажа. Жители многоэтажек утверждают, что замечали надоед на 25-28 этажах.
Исследователи комментируют необычное явление. Они утверждают, что самостоятельно насекомые на значительную высоту не поднимаются. Максимальная высота полета мухи зависит от ветра.
Заключение
Изредка «путешественники» поднимаются вверх на лифтах, проникают в жилье в коробках с вещами, заползают через вентиляционные шахты.
Яйца насекомых заносятся в горы, где затем появятся молодые особи. Самостоятельно взлететь на Джомолунгму мухам не суждено.
Особенности взаимодействия мух с человеком
Эти насекомые (особенно комнатная муха) могут серьезно досаждать человеку, особенно во время жаркой погоды. Садясь на потолок, жужжа и поедая запасы еды, эти насекомые, более того, выступают в качестве возбудителей и переносчиков серьезных заболеваний – кишечных инфекционных недугов, разнообразных гельминтов, глазных болезней и туберкулеза. Если съесть яйца мухи, можно заразиться миазами и стать жертвой других негативных явлений и последствий.
Чтобы защитить помещение от мух, потребуется принятие различных профилактических и истребительных мер. Ведь без еды мухи долго не протянут и вряд ли смогут жить в непригодных для них условиях. Поэтому как профилактика используется устранение всех нечистот, служащих пищей для этих насекомых. Для предотвращения размножения используются инсектициды в местах, где наблюдается развитие личинок. Эффективны различные приманки, ленты и липучки.
Особенности полёта
Мухи не летают по какой-то определенной траектории, но всё же есть ряд факторов, от которых она зависит. К примеру, направление и скорость полёта зависит от потребности насекомого в данный момент времени – инстинкт размножения, чувство голода. Маневрировать их заставляют препятствия, появляющиеся на пути.
Кроме того, направление полёта может изменяться мухой в считаные миллисекунды. Механизм передвижения в воздухе этих двукрылых насекомых до конца не изучен.
Основными типами полёта для мух являются:
- Передвижения в воздухе, при которых происходят зависания и частые отклонения в разные стороны. Скорость перемещения в этом случае достаточно низкая, зато маневренность очень высокая.
- Вид полёта, который применяется мухами для преодоления больших расстояний на высоких скоростях. При изменении направления они остановок не делают.
- Тип передвижения, характеризующийся самой высокой скоростью и совершением различных маневров в воздухе.
Между всеми типами полётов чётких разделений не существует и есть большое количество вариантов переходов между ними. Физики до сих пор не могут понять, как у них получается так искусно летать. Благодаря этим знаниям ученые могли бы создать новые летательные аппараты – универсальные и совершенные.
Скорость и дальность
Для мухи не составляют труда перемещения на большие расстояния. К примеру, она может легко преодолеть расстояние длиной 2-3 километра. При этом скорость мухи комнатной может достигать 6,4 км/час. Кроме этого, насекомые обладают отличной реакцией – она значительно превышает человеческую. Именно это качество утяжеляет борьбу с ними с помощью подручных средств – газеты или мухобойки.
Всё относительно
Среди позвоночных самое быстрое зрение встречается у животных и птиц, которые ловят насекомых в воздухе.
Шведские ученые из Уппсальского университета обнаружили, что птичка мухоловка способна распознавать свет, который вспыхивает и выключается 146 раз в секунду.
Этот показатель примерно вдвое больше, чем у человека, хотя и не столь высокий, как у средней мухи.
Способность «замедлять время» развилась у мухоловок в процессе эволюции. Особи, способные перехитрить добычу, стали питаться сытнее, приносить больше потомства и передавать ему по наследству быстрое зрение родителей.
Но эволюционная «гонка вооружений» никогда не заканчивается. Мухи, за которыми гоняются птицы с быстрым зрением, тоже развивают скорость реакции, и так далее.
В общем, в другой раз после неудачной попытки пристукнуть муху не унывайте. В том, что ваши движения столь медленны и неуклюжи, виноваты сотни миллионов лет естественного отбора, научившего мух неспешно наблюдать за вами.
Время между вами и мухой очень относительно.
Время относительно
Скорость, с которой эти изображения обрабатываются мозгом, называется “частотой слияния мельканий”. Как правило, чем меньше биологический вид, тем выше скорость подачи световых импульсов, и поэтому мухи постоянно оставляют человека с носом.
Профессор Роджер Харди из Кембриджского университета демонстрирует, как работает глаз мухи.
“Частота слияния мельканий – это просто скорость, с которой свет должен включаться и выключаться, прежде чем его можно будет увидеть или воспринять как непрерывное изображение”, – говорит профессор Харди.
Он вживляет насекомым крошечные электроды в живые светочувствительные клетки глаз – фоторецепторы – и включает мигающие светодиодные индикаторы, постепенно увеличивая частоту вспышек.
Фоторецепторы реагируют на каждую вспышку светодиода электрическими импульсами, которые отображаются на экране компьютера.
Тесты показывают, что у некоторых мушиных особей рецепторы отчетливо реагируют на мигание до 400 раз в секунду, более чем в шесть раз быстрее, чем человеческий глаз.
Рекордсменом считается муха-убийца – обитающее в Европе крошечное хищное насекомое, которое охотится на других мух. И ловит оно жертв прямо в полете.
В своей “мушиной лаборатории” в Кембриджском университете доктор Палома Гонсалес-Беллидо демонстрирует сверхбыструю реакцию охотника, запустив обычных комнатных мух в специальную камеру к самке мухи-убийцы.
Image caption
Глаза мухи-убийцы содержат гораздо больше митохондрий, чем глаза других видов мух
С помощью скоростной видеокамеры Палома записывает поведение охотника и жертвы с частотой 1000 кадров в секунду. Компьютер постоянно сохраняет последние 12 секунд видеозаписи.
Вот в камере что-то происходит, и Палома нажимает кнопку, чтобы остановить запись.
Image caption
Доктор Палома Гонсалес-Беллидо демонстрирует сверхбыструю реакцию мухи-убийцы
“Время нашей реакции настолько медленное, что, если мы хотим остановить запись в момент события, выясняется, что это событие уже произошло”, – говорит доктор.
Получается, мы даже не можем нажать кнопку вовремя.
Строение мух
Строение мухи, несмотря на небольшие размеры этого насекомого, является сложным. Муха под микроскопом выглядит достаточно интересно, изображение значительно отличается от «живой» особи.
Особенности тела
Оно является достаточно массивным, покрытым волосками и разделено на три основных раздела – брюшко, голову и грудь. Самые маленькие представители этого царства имеют длину тела всего 0,17 мм. Представители самых крупных мух достигают показателя длины до 12 см. Поражает скорость мухи: взрослые квартирные особи могут летать со скоростным режимом более 20 км/ч. Такая скорость полета является довольно внушительной.
Глаза насекомого
Глаз мухи под микроскопом
Зрение мухи развито достаточно хорошо, по бокам головы располагается два больших глаза, образованных посредством сложных структурных элементов. Линза каждого глаза оснащена интересной формой шестигранника. Количество фасеток может составлять порядка 4 000 штук в каждом глазу. Все они объединяются, в ходе чего мозг может формировать общую картину. Круговое поле зрения обеспечивает этому насекомому особую проницательность. На опознание предметов мухе требуется в разы меньше времени, нежели человеку. Об особенностях строения свидетельствуют глаза мухи, которые можно увидеть под микроскопом.
Усики мухи и особенности строения
На голове насекомого расположены небольшие антенны, это и есть усики, состоящие из трех члеников. Эти органы обеспечивают улучшенное обоняние, в качестве органов осязания не используются. Возможность определять пищу на нюх позволяет мухам быстро прилетать к месту ее накопления. Это объясняет, почему мухи такие скоростные.
Лапки мухи и их особенности
В составе лапок насекомых имеются свои суставы. Сколько ног у мухи – 6 лапок, состоящих из 5-ти суставов. На лапках находятся другие органы – два коготка, а также тонкие волоски и железы, способные выделять вещество повышенной клейкости, состоящее из жиров и углеводов. Эта особенность объясняет тот факт, почему муха не падает с потолка. Считается, что насекомое будто бы «приклеивается» к поверхности, попадая на потолок или стены. Решающую роль здесь также играют волоски, способные «цепляться» за неровности поверхности.
Лапка мухи под микроскопом
Трение лапок
Мы рассмотрели, сколько ног у мухи, осталось ответить на вопрос о том, почему мухи трут лапки. Во время ползания по разным родам поверхностей липкие подушечки, расположенные на лапках, собирают грязь, когда насекомое садится на потолок, на еду и на другие места, или когда мухи садятся на человека. Из-за этого нарушается возможность сцепления маленьких ножек с поверхностью, поэтому приходится постоянно очищать шерсть от частичек мусора и грязи. Теперь понятно, зачем комнатные мухи потирают лапки, причем тереть их они могут подолгу.
На кончиках лапок каждого насекомого имеются специальные щетинки, выступающие в качестве органов вкуса и осязания. То есть вкусы эти представители насекомых в первую очередь ощущают с помощью ног, а затем к работе приступает хоботок и лопасти сосательного назначения. При этом анализ того, насколько полезны для мухи те или иные находки, происходит в 100 раз лучше, чем у человека посредством языка.
https://youtube.com/watch?v=IbuzE88wD_g
Цикл жизни мухи
У многих возникает вопрос, сколько живет муха, неужели она летает только в течение одного сезона? А куда исчезает потом? На самом деле, средняя продолжительность жизни мухи составляет от 1 до 2,5 месяцев. То, сколько живут мухи в квартире, зависит от степени благоприятности условий для их существования, температурного режима, уровня влажности и прочих факторов. Обычно показатель температуры в комнате составляет порядка 25 градусов, именно это оптимально для такого насекомого, как комнатная муха. Родиной данного представителя является центральная часть Азии, но вслед за людьми они распространились повсюду. Особым интересом обладает память обычной мухи.
Особенности размножения мух
Мы рассмотрели, сколько живет муха, осталось рассмотреть особенности размножения данных особей. Самкой за 1 раз может быть отложено порядка 100 белых яиц, имеющих длину всего в 1,2 мм. На протяжении жизненного цикла самки откладывают яйца по 6 раз в среднем. Если условия благоприятны, размножение происходит и в зимний период. На развитие яйца требуется до 50 часов. Личинки достигают длины в 13 мм и имеют белый цвет. Живут в фекальных массах. После истечения трех линек мухи превращаются в куколки. Спустя 36 часов после выхода из состояния куколки особи считаются взрослыми и могут размножаться. Цикл жизни является непродолжительным.
Зимовка мух
Многих интересует вопрос о том, где зимуют мухи. Оказывается, что за годовой период в комнате может смениться от 9 поколений насекомых, причем на зимовку уходят и впадают в спячку куколки и взрослые особи, а также зимовать могут оплодотворенные самки. Мухи в холодное время — зимой — находятся в холодных помещениях и являются неактивными. Получается, что им приходится на время умереть, чтобы по приходу тепла дожить свой цикл на следующий год. Оживить насекомое можно только во время потепления. Необходимо, чтобы наружный воздух прогрелся до 10 градусов.
Особенности крыльев
Большинство насекомых наделено двумя парами крыльев. В отличие от них, у мух имеется только передняя пара, поэтому они вместе с комарами относятся к отряду двукрылых. Отсутствие второй пары позволяет им делать более частые движения крыльями и маневрировать во время полётов. Среди огромного количества насекомых мухи считаются самыми ловкими летунами.
Они умеют совершать боковые и задние полёты, а также отлично держатся в воздухе вверх ногами, что позволяет им комфортно себя чувствовать, сидя на потолке. Для совершения подобных трюков у насекомых имеются жужжальца – булавовидные органы, которые возникли из задних крыльев.
Чувствительные рецепторы, которыми пронизаны жужжальца, выполняют функцию стабилизаторов. Их движения имеют ту же частоту, что и у крыльев. Особь, у которой удалены жужжальца, не способна летать. Кстати, звук, который издаётся ею при полёте, появляется не только от частых махов крыльями – это ещё и результат вибрирования жужжалец.
Струнная теория
Как говорит профессор Роджер Харди, глаза мух работают по принципу механической передачи импульсов – они реагируют на свет с помощью горизонтально расположенных крошечных волокон, которые передают сигнал, как струны.
Зрение позвоночных устроено по-другому: в глазу у них имеются длинные трубчатые клетки, обращенные к источнику света, с химическими веществами, которые реагируют на сигнал.
“С точки зрения возможности сформировать сильную реакцию на небольшое количество света механизм членистоногих более чувствителен, к тому же и скорость его реакции выше, чем у стержней и конусов в глазу у позвоночных”, – объясняет он.
Image caption
Профессор Роджер Харди изучает структуру глаза мухи
Есть несколько причин более высокой чувствительности механической системы передачи данных.
Прежде всего “струны” позволяют ускорить нейронные сигналы. Кроме того, у нейронных импульсов существует предел скорости, и благодаря меньшей протяженности нерва от глаза до мозга у членистоногих по сравнению с более крупными позвоночными процесс передачи данных протекает быстрее.
Впрочем, и некоторые позвоночные имеют гораздо более быстрое зрение, чем человек. Похоже, что с быстрым зрением взаимосвязана способность летать. Вероятно, летающим существам небольших размеров необходима быстрая реакция во время полета, чтобы не врезаться в препятствие.
